问题
计算题
如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，细杆长0.5m，小球质量为3.0kg，现给小球一初速度使它做圆周运动。
（1）若小球通过轨道最高点a处的速度为v1＝1m/s时，求球对细杆作用力；
（2）若小球通过轨道最高点a处的速度为v2＝3m/s时，求球对细杆作用力。（g＝10m/s2）
答案
（1）球对杆的作用力大小为24N，方向沿杆向下
（2）球对杆的作用力大小为24N，方向沿杆向上
解：小球运动至最高点若只受重力作用
根据牛顿第二定律
----------------------------------------------1分
代入数值解得
---------------------------------1分
（1） 因为
,所以小球受力如图
根据牛顿第二定律
----------------------------------2分
代入数值解得
--------------------------------1分
根据牛顿第三定律，球对杆的作用力大小为24N，方向沿杆向下。----------1分
（2） 因为
,所以小球受力如图
根据牛顿第二定律
------------------------------2分
代入数值解得-------------------------------1分
根据牛顿第三定律，球对杆的作用力大小为24N，方向沿杆向上。--------------1分